(57)【要約】【課題】低濃度の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンだけでなく、低濃度のアンモニウムイオンも含む被処理水であっても、これらのイオンを含む被処理水の無害化処理方法と装置を確立すること。【解決手段】硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む被処理水の処理、更に前記両イオンのほかアンモニウムイオンを含む被処理水の処理において、前者には鉄（III）化合物を担持した活性炭を後者には鉄（III）化合物を担持した活性炭と天然ゼオライトを併用することにより、これらを除去することができる。これにより、２００４年４月からの規制対象であるアンモニア、硝酸、亜硝酸のすべてに対して無害化処理を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む被処理水を鉄（III）化合物を担持した１以上の活性炭層に通水し、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを塩化物イオンとイオン交換除去することを特徴とする被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去方法。
【請求項２】
鉄（III）化合物を担持した活性炭層が破過した際、ＮａＣｌ水溶液を活性炭層に通して再生することを特徴とする請求項１記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去方法。
【請求項３】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニウムイオンを含む被処理水を鉄（III）化合物を担持した１以上の活性炭層及び１以上の天然ゼオライトを含む吸着層に順次通水し、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを前記活性炭層においてイオン交換除去すると共にアンモニウムイオンを前記天然ゼオライトを含む吸着層において除去することを特徴とする被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去方法。
【請求項４】
鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が破過した際、鉄（III）化合物を担持した活性炭層にＮａＣｌ水溶液を流し、該活性炭層を再生し、同時にナトリウムイオンを含む該再生液を引続き前記天然ゼオライトを含む吸着層に流し、次いで、前記天然ゼオライトを含む吸着層に更にＮａＯＨ水溶液を流して前記天然ゼオライトを含む吸着層を再生することを特徴とする請求項３記載の被処理水中の硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオン及び／又はアンモニウムイオンの除去方法。
【請求項５】
前記鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層を再生後、前記鉄（III）化合物を担持した活性炭層にｐＨ３〜４の塩酸を流し、引続き前記塩酸を前記天然ゼオライトを含む吸着層に流して、その後、前記活性炭層及び／又は吸着層を水洗いすることを特徴とする請求項４記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去方法。
【請求項６】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニアを再生液に回収し、該再生液をデバルダ合金からなる充填材を含む脱離塔及びアンモニア分解触媒層でスチーム及び／又は空気によって窒素を脱離することを特徴とする請求項４記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去方法。
【請求項７】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む被処理水を処理するための鉄（III）化合物を担持した活性炭層を充填した吸着塔を少なくとも１つ設けたことを特徴とする被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去装置。
【請求項８】
前記吸着塔内の活性炭層が破過した際、ＮａＣｌ水溶液を前記活性炭層に通して再生するためのＮａＣｌ水溶液槽を設けたことを特徴とする請求項７記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去装置。
【請求項９】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニウムイオンを含む被処理水を処理するための鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び天然ゼオライトを含む吸着層を充填した吸着塔をそれぞれ少なくとも１以上設けたことを特徴とする被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置。
【請求項１０】
鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が同時に破過するように前記活性炭層及び／又は前記吸着層の充填量を調整して各吸着塔に充填したことを特徴とする請求項９記載の被処理水中の硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置。
【請求項１１】
鉄（III）化合部を担持した活性炭層を上流側に、天然ゼオライトを含む吸着層を下流側に直列状に配置した吸着塔を１以上設置することを特徴とする請求項１０記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置。
【請求項１２】
鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が破過した際、鉄（III）化合物を担持した活性炭層を再生するためのＮａＣｌ水溶液を貯めたＮａＣｌ水溶液槽と、前記天然ゼオライトを含む吸着層を再生するためのＮａＯＨ水溶液槽を設けたことを特徴とする請求項９記載の被処理水中の硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオン及び／又はアンモニウムイオンの除去装置。
【請求項１３】
前記鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が再生した後に前記両層を中性化させるために酸を貯めた酸貯留槽を設けたことを特徴とする請求項１２記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置。
【請求項１４】
鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層から排出した硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニアを含む被処理水とスチーム及び／又は空気を導入するデバルダ合金からなる充填材を含む脱離塔及びアンモニア分解触媒塔を設けたことを特徴とする請求項１３記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオンを含む被処理水の処理法と装置、更に前記両イオンのほかアンモニウムイオンを含む被処理水の処理法と装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被処理水中の硝酸イオン及び亜硝酸イオン処理は通常生物処理が行われている。硝化菌を含む活性炭で高活性が得られている（宇宙環境利用センター、平成１２年度版年報）。また、アンモニウムイオン処理は生物処理、膜処理、天然ゼオライト処理又はストリッピング処理と触媒処理の組み合わせなどが行われている。更に、硝酸イオンとアンモニウムイオンの同時処理には被処理水中で水素を発生する金属中及び引続き亜硝酸イオンをアンモニウムイオンと等モルになるように外部から添加して１００℃以上の高温で触媒処理によって無害化している（特開平８−１９２１６９号公報）。
【特許文献１】特開平８−１９２１６９号公報
【非特許文献１】宇宙環境利用センター、平成１２年度版年報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去のための生物処理装置は、広い設置面積を必要とする問題、あるいは微生物の管理が難しいなどの問題がある。特に、排水処理設備が使用されない期間があると微生物が死滅し、その処理に多大な時間と費用を要する。さらに、過酸化水素など微生物に適さない化学物質を含む産業廃液がある場合では使用できない。また、被処理水が硝酸、亜硝酸の他にアンモニア性窒素を同時に含む場合には複雑な処理工程が必要となる。また排水処理工程の中に触媒処理が含まれると、その触媒処理で１００℃以上の高温を要し、大気温度の被処理水を多量に処理する場合には多大のユーティリティがかかる問題点がある。
【０００４】
本発明の課題は、低濃度の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンだけでなく、低濃度のアンモニウムイオンも含む被処理水であっても、これらのイオンを含む被処理水を無害化する処理方法と装置を確立することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む被処理水の処理、更に前記両イオンのほかアンモニウムイオンを含む被処理水の処理において、前者には鉄（III）化合物を担持した活性炭を後者には鉄（III）化合物を担持した活性炭と天然ゼオライトを併用することにより、これらを除去することができる。これにより、２００４年４月からの規制対象であるアンモニア、硝酸、亜硝酸のすべてに対して無害化処理を行うことができる。
【０００６】
本発明の上記課題は次の構成で達成される。  
請求項１記載の発明は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む被処理水を鉄（III）化合物を担持した１以上の活性炭層に通水し、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを塩化物イオンとイオン交換除去する被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去方法である。
【０００７】
請求項２記載の発明は、鉄（III）化合物を担持した活性炭層が破過した際、ＮａＣｌ水溶液を活性炭層に通して再生する請求項１記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去方法である。
【０００８】
請求項３記載の発明は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニウムイオンを含む被処理水を鉄（III）化合物を担持した１以上の活性炭層及び１以上の天然ゼオライトを含む吸着層に順次通水し、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを前記活性炭層においてイオン交換除去すると共にアンモニウムイオンを前記天然ゼオライトを含む吸着層において除去する被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去方法である。
【０００９】
請求項４記載の発明は、鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が破過した際、鉄（III）化合物を担持した活性炭層にＮａＣｌ水溶液を流し、該活性炭層を再生し、同時にナトリウムイオンを含む該再生液を引続き前記天然ゼオライトを含む吸着層に流し、次いで、前記天然ゼオライトを含む吸着層に更にＮａＯＨ水溶液を流して前記天然ゼオライトを含む吸着層を再生する請求項３記載の被処理水中の硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオン及び／又はアンモニウムイオンの除去方法である。
【００１０】
請求項５記載の発明は、前記鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層を再生後、前記鉄（III）化合物を担持した活性炭層にｐＨ３〜４の塩酸を流し、引続き前記塩酸を前記天然ゼオライトを含む吸着層に流して、その後、前記活性炭層及び／又は吸着層を水洗いする請求項４記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去方法である。
【００１１】
請求項６記載の発明は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニアを再生液に回収し、該再生液をデバルダ合金からなる充填材を含む脱離塔及びアンモニア分解触媒層でスチーム及び／又は空気によって窒素を脱離する請求項４記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去方法である。
【００１２】
請求項７記載の発明は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを含む被処理水を処理するための鉄（III）化合物を担持した活性炭層を充填した吸着塔を少なくとも１つ設けた被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去装置である。
【００１３】
請求項８記載の発明は、前記吸着塔内の活性炭層が破過した際、ＮａＣｌ水溶液を前記活性炭層に通して再生するためのＮａＣｌ水溶液槽を設けた請求項７記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの除去装置である。
【００１４】
請求項９記載の発明は、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニウムイオンを含む被処理水を処理するための鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び天然ゼオライトを含む吸着層を充填した吸着塔をそれぞれ少なくとも１以上設けた被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置である。
【００１５】
請求項１０記載の発明は、鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が同時に破過するように前記活性炭層及び／又は前記吸着層の充填量を調整して各吸着塔に充填した請求項９記載の被処理水中の硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置である。
【００１６】
請求項１１記載の発明は、鉄（III）化合部を担持した活性炭層を上流側に、天然ゼオライトを含む吸着層を下流側に直列状に配置した吸着塔を１以上設置する請求項１０記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置である。
【００１７】
請求項１２記載の発明は、鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が破過した際、鉄（III）化合物を担持した活性炭層を再生するためのＮａＣｌ水溶液を貯めたＮａＣｌ水溶液槽と、前記天然ゼオライトを含む吸着層を再生するためのＮａＯＨ水溶液槽を設けた請求項９記載の被処理水中の硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオン及び／又はアンモニウムイオンの除去装置である。
【００１８】
請求項１３記載の発明は、前記鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層が再生した後に前記両層を中性化させるために酸を貯めた酸貯留槽を設けた請求項１２記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置である。
【００１９】
請求項１４記載の発明は、鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び／又は天然ゼオライトを含む吸着層から排出した硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニアを含む被処理水とスチーム及び／又は空気を導入するデバルダ合金からなる充填材を含む脱離塔及びアンモニア分解触媒塔を設けた請求項１３記載の被処理水中の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの除去装置である。
【００２０】
（作用）
硝酸イオンを例にすると、塩化鉄又は硫酸鉄などの鉄（III）化合物を担持した活性炭では次の反応機構で硝酸イオンは塩化物イオンとイオン交換によって除去され（式（２））、これはＮａＣｌで再生される（式（３））。
【００２１】
すなわち、鉄（III）を担持した活性炭はイオン交換体として働くが、塩化物イオン１モルに対して２モルの硝酸イオンと亜硝酸イオンが交換されるため、通常のイオン交換体に比較して優れている。したがって、前記イオン交換体は希薄な硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを除去するのに適しており、あまり高濃度の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン除去には適さない。更に、式（３）により、前記イオン交換体を再生すると同時に硝酸イオンが遊離してくるため、これを無害化する必要がある。
【００２２】
ＡＣ＋ｎＦｅＣｌ3＝ＡＣ・[ＦｅＣｌ2]n＋ｎＨＣｌ                （１）
ＡＣ・[ＦｅＣｌ2]n＋４ｎＮＯ3-＝ＡＣ・[Ｆｅ(ＮＯ3)4]n＋２ｎＣｌ-   （２）
ＡＣ・[Ｆｅ(ＮＯ3)4]n＋２ｎＮａＣｌ＝ＡＣ・[ＦｅＣｌ2]n＋４ｎＮＯ3-（３）
ここで、ＡＣは活性炭を示し、ＡＣ・Ｆｅ化合物の電荷は省略した。  
硝酸イオンはデバルダ合金によって窒素に無害化される。  
２ＮＯ3- →  Ｎ2                                              （４）
【発明の効果】
【００２３】
請求項１、請求項７記載の発明によれば、低濃度の硝酸イオンと亜硝酸イオンを含む被処理水を鉄（III）化合物を担持した活性炭層に通水することで、これらのイオンはイオン交換により除去されるので、半導体工場の排水などのように生物が死滅する過酸化水素などを含む排水の処理にも適用できる。
【００２４】
請求項２、請求項８記載の発明によれば、請求項１、請求項７記載の発明の効果に加えて、鉄（III）化合物を担持した活性炭層が破過した際、ＮａＣｌ水溶液を活性炭層に通して容易に再生させて再利用できる。
【００２５】
請求項３、請求項９記載の発明によれば、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンの他にアンモニムイオンを同時に含む被処理水内の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを鉄（III）化合物を担持した活性炭層で吸着処理し、アンモニウムイオンを天然ゼオライト吸着層で吸着処理できるので、半導体工場の排水などの処理に適用できる。
【００２６】
請求項４、請求項１２記載の発明によれば、請求項３、請求項９記載の発明の効果に加えて、鉄（III）化合物を担持した活性炭層と天然ゼオライト吸着層がそれぞれ破過した際には、活性炭層にＮａイオン含有水溶液を流すことで活性炭層が容易に再生し、ＮａＯＨ水溶液を天然ゼオライト吸着層に流すことで天然ゼオライト吸着層が再生するのでメンテナンス性がよい。
【００２７】
請求項５、請求項１３記載の発明によれば、請求項４、請求項１２記載の発明の効果に加えて、再生した活性炭層と天然ゼオライト吸着層を中和して再利用に備えることができる。
【００２８】
請求項６、請求項１４記載の発明によれば、請求項５、請求項１３記載の発明の効果に加えて、再生液をデバルタ合金により硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンを窒素に分解させ、アンモニアは触媒分解させ、無害化して共に大気中に放出させることができる。
【００２９】
請求項１０記載の発明によれば、請求項９記載の発明の効果に加えて、硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンとアンモニウムイオンを同時に処理できるのでコスト的に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
【実施例１】
【００３１】
本発明になる硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオン除去の代表的なシステム構成の一実施例を図１に示す。  
すなわち、被処理水は被処理水槽２０からライン１を通ってポンプ２１により、塩化鉄（III）化合物を担持した活性炭吸着塔（以下、ＡＣ・Ｆｅ（III）と略記する）２２に供給される。該ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２を出た被処理水はライン２を経て排水槽２３に供給される。排水槽２３には図示していないが、硝酸イオン濃度計、亜硝酸イオン濃度計及びｐＨ計が設けられており、被処理水が規制値未満の硝酸イオン濃度、亜硝酸イオン濃度及びｐＨになるようにしてライン４より排出する。被処理水の硝酸イオン濃度と亜硝酸イオン濃度が規制値を超えた場合には、被処理水はポンプ２４を起動させ、ライン１２から被処理水槽２０に戻す。
【００３２】
また、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２において硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンが破過する前にライン２のバルブ２ａを閉じ、吸着塔２２からの被処理水をライン５を経由してポンプ２５によりＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６へ供給する。前記硝酸イオンと亜硝酸イオンの破過は硝酸イオン濃度計、亜硝酸イオン濃度計により検知できる。
【００３３】
ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６で処理された被処理水はライン６から排水槽２３に供給され、該排水槽２３内で被処理水の硝酸イオン濃度、亜硝酸イオン濃度及びｐＨを規制値内にしてライン４より排出する。
【００３４】
ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２の出口被処理水は、当該出口に設けられた図示しないｐＨ計と電気伝導度計でそれぞれｐＨと電気伝導度が計測され、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２で被処理水の処理が限界に達したと判断された場合、吸着塔２２の入口ライン１のバルブ１ａと出口ライン２のバルブ２ａを閉じ、被処理水はライン７からＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６へ供給される。該ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６からの被処理水はライン６を通って排水槽２３に通し、ライン４から排出する。
【００３５】
引続き０．５モル／ＬのＮａＣｌ水溶液が再生液の貯留槽である再生液槽２８からライン９を通ってポンプ２９によりＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２に通水される。これにより、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２が再生されると共に、吸着塔２２から排出する被処理水はライン１０を経て再生液分解槽３０に貯蔵される。
【００３６】
次に、図示しないラインからの洗浄水をＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２に通水し、吸着塔２２を洗浄した後、洗浄水はライン２から排水槽２３に供給され、その後、ライン４より排水される。排水槽２３の被処理水の一部はポンプ２７によりライン８を通してＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２に給水され、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２での被処理水のｐＨを５．６〜８．６とするために使用される。
【００３７】
ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２が再生された後は、ライン６、９の各バルブ６ａ、９ａをそれぞれ閉じ、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６からの被処理水はライン１１からポンプ２９によりライン９を経由してＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２に給水される。ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６が飽和になれば、再生液槽２８からライン４４を経由してポンプ４３によりＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６に０．５モル／ＬのＮａＣｌ水溶液を含む再生液を通水する。これにより、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６の吸着層を再生するとともに、吸着塔２６から排出する被処理水はライン４５を経て再生液分解槽３０に貯蔵される。この廃液は適切な方法によって無害化される。
【００３８】
ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６が再生されると排水槽２３からの被処理水をポンプ４１によりライン４２を経由してＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６に給水し、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２６から排出する被処理水のｐＨが５．６〜８．６に成るまで流し続ける。以下、吸着塔２２と吸着塔２６を繰り返し、前記手順と同様に使用する。
【実施例２】
【００３９】
次に本発明の実施例の硝酸イオン及び／又は亜硝酸イオンと共にアンモニウムイオンを含む被処理水を同時に除去する代表的なシステム構成図を図２に示す。
【００４０】
すなわち、被処理水は被処理水槽２０からライン１を通ってポンプ２１により上部をＡＣ・Ｆｅ（III）吸着層２２１とし、下部を天然ゼオライト層２２２とした吸着塔２２に供給される。該吸着塔２２を出た被処理水はライン２を経て排水槽２３に供給され、規制値未満のＮＯ3-、ＮＯ２-、ＮＨ4+濃度及びｐＨになるようにして、ライン４より排出する。排水槽２３には図示していないが、硝酸イオン濃度計、亜硝酸イオン濃度計、アンモニウム濃度計及びｐＨ計が設けられており、ＮＯ3-、ＮＯ２-、ＮＨ4+濃度が規制値を超えた場合はポンプ２４から、ライン１２を通って被処理水槽２０に戻す。
【００４１】
ＮＯ3-、ＮＯ２-、ＮＨ4+が破過する前にライン２のバルブ２ａを閉じ、吸着塔２２からの被処理水をライン５を通ってポンプ２５により吸着塔２６へ供給する。該吸着塔２６は、上部にＡＣ・Ｆｅ（III）吸着層２６１を、下部に天然ゼオライト層２６２を備えている。なお、前記硝酸イオン、亜硝酸イオン及びアンモニウムイオンの破過は硝酸イオン濃度計、亜硝酸イオン濃度計及びアンモニウム濃度計により検知できる。
【００４２】
吸着塔２６で処理された被処理水はライン６から排水槽２３に供給され、規制値未満のＮＯ3-、ＮＯ２-、ＮＨ4+濃度及びｐＨに達すると、ライン４より排水する。
【００４３】
吸着塔２２の出口被処理水は、当該出口に設けられたｐＨ計と電気伝導度計で計測され、吸着塔２２で被処理水の処理が限界に達したと判断された場合、吸着塔２２の入口ライン１と出口ライン２の各バルブ１ａ、２ａを閉じ、被処理水はライン７から吸着塔２６へ供給される。該吸着塔２６で処理された被処理水はライン６を通って排水槽２３に通し、ライン４から排出される。
【００４４】
引続き０．５ｍｏｌ／ＮａＣｌ水溶液含有の再生液を含む第１再生液槽２８からライン９を通ってポンプ２９により吸着塔２２のＡＣ・Ｆｅ（III）層２２１に通水する。この際、第２再生液槽５３からライン５１を経由してｐＨ１１〜１２の範囲のＮａＯＨ水溶液を吸着塔２２の天然ゼオライト層２２２に通水する。これにより、吸着塔２２のＡＣ・Ｆｅ（III）層２２１及び天然ゼオライト層２２２を再生するとともに、被処理水はライン１０を経てストリッパ貯槽５０に貯蔵される。
【００４５】
吸着塔２２が再生されると排水槽２３から、実質的にＮＯ3-、ＮＯ２-及びＮＨ4+を含まない被処理水をポンプ２７によりライン８を通して吸着塔２２に給水する。このとき、ライン８には酸を添加してｐＨを３〜５とし、吸着塔２２の出口被処理水がｐＨ５．６〜８．６になるまで流し続ける。
【００４６】
吸着塔２２が再生された後は、吸着塔２６からの被処理水はライン６、９の各バルブ６ａ、９ａを閉じ、ライン１１からポンプ２９によりライン９を通って、吸着塔２２に給水される。吸着塔２６が飽和になれば、引続き０．５ｍｏｌ／ＮａＣｌ水溶液を含む第１再生液槽２８からの０．５ｍｏｌ／ＮａＣｌ水溶液を含む再生液をライン４４を経由してポンプ４３により吸着塔２６のＡＣ・Ｆｅ（III）層２６１に通水する。この際、第２再生液槽５３からライン５２を経由してｐＨ１１〜１２の範囲のＮａＯＨ水溶液を天然ゼオライト層２６２に通水する。これにより、ＡＣ・Ｆｅ（III）層２６１及び天然ゼオライト層２６２を再生するとともに、吸着塔２６で処理した被処理水はライン４５を経てストリッパ貯槽５０に貯蔵される。
【００４７】
吸着塔２６が再生されると排水槽２３から実質的にＮＯ3-、ＮＯ２-及びＮＨ4+を含まない被処理水がポンプ４１によりライン４２を通して吸着塔２６に給水される。このとき、ライン４２には酸を添加してｐＨを３〜５とし、吸着塔２６から排出する被処理水がｐＨ５．６〜８．６になるまで流し続けて吸着塔２２と同様の処理を行う。
【００４８】
ストリッパ貯槽５０に導かれたＮＯ3-、ＮＯ２-及びＮＨ4+を豊富に含む再生液はポンプ３２によってライン３８からデバルタ合金からなる充填材を充填したストリッパ３１に給液される。該ストリッパ３１の下部のライン３９からスチームあるいは空気をストリッパ３１に導入し、アンモニアをライン３３から放出する。このときデバルタ合金からなる充填材でＮＯ3-、ＮＯ2-は窒素に変換される。
【００４９】
ライン３３上には加熱部３４を設置し、該加熱部３４内で加熱されたアンモニアは加熱部３４の後流側に設置されたアンモニア分解触媒塔３５に導かれ、ここで触媒により分解される。アンモニアが分解されてクリーンになった排ガスはライン３６から排出される。ストリッパ３１中のアンモニアが放散された後、再生液はライン３７を通って、再生液分解槽３０に貯蔵される。この廃液は適切な方法によって無害化される。
【００５０】
なお、前記触媒塔３５内に充填されるアンモニア分解触媒は特開２００２−５２３７９号公報記載のアンモニア分解触媒であり、具体的には、窒素酸化物のＮＨ3による還元活性を有する第１成分（チタン（Ｔｉ）の酸化物およびタングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）もしくはモリブデン（Ｍｏ）から選ばれた１種以上の元素との酸化物からなる）とＮＨ3を酸化して窒素酸化物（ＮＯｘ）を生成させる活性を有する第２成分（白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）およびパラジウム（Ｐｄ）から選ばれた１種以上の貴金属）を担持したシリカ、ゼオライトおよび／またはアルミナからなる。
【００５１】
上記各実施例で述べたように（１）ＮＯ3-イオン及び／又はＮＯ2-イオンを含む被処理水の処理において、又は（２）ＮＯ3-イオン及び／又はＮＯ2-イオンと共にＮＨ4+イオンを含む被処理水の処理において、前者（１）は塩化鉄（III）化合物を担持した活性炭層、後者（２）は塩化鉄（III）化合物を担持した活性炭層及び天然ゼオライトを含む吸着層にそれぞれ通水し、ＮＯ3-イオン及びあるいはＮＯ2-イオンを分解あるいはイオン交換するとともにＮＨ4+イオンを無生物的に除去することができる。
【００５２】
ＮＯ3-イオン及び／又はＮＯ2-イオンを含む被処理水では、活性炭層に通水するとＮＯ3-イオン及び／又はＮＯ2-イオンは被処理水中から減少することが観察された。一方、塩化物イオンと硫酸イオンはほとんどそのまま排出された。活性炭層の破過後、活性炭層を過熱し、直後に上記被処理水を処理すると活性炭は再生していた。再生温度は３００〜８００℃、好ましくは４００〜６００℃であった。さらに、活性炭に塩化鉄（III）化合物を担持したＡＣ・Ｆｅ（III）では、塩化鉄（III）化合物を担持しない活性炭を用いた場合に比較して約３０倍に増大した。この場合には、ＮＯ3-イオンとＮＯ2-イオンが塩化鉄（III）化合物を担持した活性炭層でイオン交換によって除去された。
【００５３】
したがって、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２、２６が破過した場合、ＮａＣｌによって常温で再生できた。また鉄化合物としては塩化物の他、硫酸塩を用いてもよい。
【００５４】
被処理水の中のＮＯ3-イオン濃度、ＮＯ2-イオン濃度及びＮＨ4+イオン濃度を知って、ＡＣ・Ｆｅ（III）活性炭層２２１、２６１と天然ゼオライト層２２２、２６２がほとんど同時に破過あるいは飽和になるように吸着層２２、２６を選べば、図２に示す本実施例が適用できるが、ＡＣ・Ｆｅ（III）活性炭層２２１、２６１と天然ゼオライト層２２２、２６２を別々の吸着塔に充填してもいい。
【００５５】
ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔２２、２６を用いる場合ではＮＯ3-イオン、ＮＯ2-イオンを再生液分解槽３０に貯蔵し、適切な方法によって無害化する必要がある。ＮＯ3-イオン、ＮＯ２-イオンの他、陰イオンを多量に含む場合は妨害になるため、予め低濃度にするが、ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着層を多量に用いる必要がある。
【比較例】
【００５６】
粒状活性炭０．１８８Ｌを充填したカラムにＮＯ3-イオン２０ｐｐｍ、ＮＯ2-イオン１ｐｐｍを含む被処理水を温度２５℃、ＳＶ８ｈ-1で通水したところ、流出被処理水中に初期濃度の５０％が流出するまでの時間は１００分間であった。処理容量を計算すると０．８ｍｅｑ／１００ｍｌ−ＡＣと低かった。
【００５７】
本実施例の効果を確認するための実験例を以下のような手順で行った。  
【実験例】
【００５８】
塩化鉄（III）を担持した粒状活性炭（ＡＣ・Ｆｅ（III））０．１５３Ｌを充填したカラムにＮＯ3-イオン１００ｐｐｍ、ＮＯ2-イオン１ｐｐｍを含む被処理水を温度２５℃、ＳＶ８ｈ-1で通水したところ、流出被処理水中にＮＯ3-イオンとＮＯ2-イオンの初期濃度の５０％が流出するまでの時間は１４．７時間かかった。交換容量を計算すると２０ｍｅｑ／１００ｍｌ−ＡＣ・Ｆｅ（III）と算出され、活性炭のみの場合の２５倍と高かった。
【００５９】
上記ＡＣ・Ｆｅ（III）がＮＯ3-イオンとＮＯ2-イオンによって平衡吸着した後、温度２５℃、ＳＶ８ｈ-1で０．５ｍｏｌ／ＬのＮａＣｌ水溶液で前記活性炭を再生したところ、液量１．５Ｌで９８％、１．８Ｌで９９％のＡＣ・Ｆｅ（III）が再生された。
【００６０】
次に、内径３０ｍｍ、高さ３ｍの充填層にデバルダ合金を高さ１．２ｍ充填し、硝酸イオン１０００ｐｐｍ、亜硝酸イオン１０ｐｐｍ、アンモニア２０００ｐｐｍを含む被処理水９Ｌを温度６５℃、ガス量２０Ｌ／ｍｉｎで通ガスすると、１２時間で該窒素物質はほとんどなくなっていた。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は硝酸イオン及びあるいは亜硝酸イオンを含む被処理水の処理、更に前記両イオンのほかアンモニウムイオンを含む被処理水から前記窒素含有成分を除去する方法と装置であり、各種廃水の無害化処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施例のシステム構成を示す図である。
【図２】本発明になる他の実施例のシステム構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２、４〜６、８〜１２、３３、３６〜３９、４２、４４、４５、５１、５２ライン
１ａ、２ａ、６ａ、９ａ  バルブ
２０  被処理水槽
２１、２４、２５、２７、２９、３２、４１、４３  ポンプ
２２  活性炭吸着塔                  ２３  排水槽
２６  ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着塔       ２８  第一再生液槽
３０  再生液分解槽                  ３１  ストリッパ
３４  加熱部                        ３５  アンモニア分解触媒塔
５０  ストリッパ貯槽                ５３  第２再生液槽
２２１  ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着層     ２２２  天然ゼオライト層
２６１  ＡＣ・Ｆｅ（III）吸着層     ２６２  天然ゼオライト層
【図１】
2005349243.tif 000003
【図２】
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